ดาวน์โหลดงานนำเสนอ
งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ
1
ไฟฟ้ากระแสสลับ Alternating Current
นายเชิดชัย พลกุล กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โรงเรียนวาปีปทุม
2
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
1 ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current) ไฟฟ้ากระแสสลับ เป็นไฟฟ้าที่มีค่ากระแส และทิศทาง เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ผลิตได้จาก AC Dynamo
3
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
2 เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternator) ใช้สัญลักษณ์ ~ เป็นแหล่งที่จ่าย แรงเคลื่อนไฟฟ้า (e) หรือความต่างศักย์ ที่มีลักษณะเปลี่ยนตามเวลา ดังกราฟ แรงเคลื่อนไฟฟ้า e = Em sin t
4
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
3 กระแสไฟฟ้า (i) ของกระแสสลับ ที่เวลาใดๆ จากกฎของโอห์ม V = IR และ e = Em sin t จะได้ i = V R = e R = Em sin t R เมื่อ Im = Em ดังนั้น R i (A) +Im -Im T T t(s) i = Im sin t
5
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
4 ความต่างศักย์ (V) ของกระแสสลับ ที่เวลาใดๆ จากกฎของโอห์ม V = IR และ i = Im sin t จะได้ v = iR = (Im sin t ) R เมื่อ Vm = Im R ดังนั้น v = Vm sin t v (V) +Vm -Vm 0 2 3 4 t(rad)
6
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
5 ค่ายังผลของกระแสสลับ (Effective Value) เป็นค่าที่วัดได้จากเครื่องมือวัด บางครั้งเรียกว่า ค่ามิเตอร์ (Meter Value) หรือค่ารากที่สองของ ค่าเฉลี่ยของกำลังสองของกระแสสลับ (root mean square ; rms) โดย Irms = (i2)เฉลี่ย = Vrms = (v2)เฉลี่ย =
7
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
6 ตัวอย่าง 1 ไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้ตามบ้าน ซึ่งใช้ค่า ความต่างศักย์ไฟฟ้า 220 V จงพิจารณาว่า 1. ค่านี้เป็นค่าอะไร 2. ความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงสุด วิธีทำ ค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า 220 V ที่ใช้ ตามบ้านนี้เป็นค่ายังผล หรือค่ามิเตอร์ 2. สามารถหาค่า Vm ได้ดังนี้ จากความสัมพันธ์ Vrms = ดังนั้น Vm = 2 Vrms = (1.414) 220 = 311 V
8
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
7 ตัวอย่าง 2 จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้ ก. ค่ากระแสและค่าความต่างศักย์ของไฟฟ้า กระแสสลับที่เรียกค่ายังผลเป็นค่าเดียวกับ ค่าที่มิเตอร์อ่านได้ ข. ค่ากระแสสลับที่อ่านได้จากมิเตอร์หมายถึง ค่ารากที่สองของค่าเฉลี่ยของกำลังสอง ของกระแสสลับ ค. ค่าสูงสุดของค่าความต่างศักย์ของไฟฟ้า ในบ้านคือ 220 โวลต์ คำตอบที่ถูกต้องคือ 1. ค เท่านั้น ก และ ค 3. ก ข และ ค คำตอบเป็นอย่างอื่น
9
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
8 ตัวอย่าง 3 เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ มีสมการ กระแสไฟฟ้า i = 314 sin 157t จงหา 1. ความถี่ของกระแสไฟฟ้านี้ 2. ค่ายังผลของกระแสไฟฟ้านี้ วิธีทำ จากสมการ i = Im sin t จากโจทย์ i = 314 sin 157t ดังนั้น Im = 314 และ = 157 จะได้ 2f = 157 ; f = = 25 Hz Irms = = = 222 A
10
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
9 ตัวอย่าง 4 เมื่อใช้โวลต์มิเตอร์วัดค่าความต่างศักย์ของ ไฟฟ้าในบ้าน ปรากฏว่าอ่านค่าได้ 120 V ถ้ากระแสสลับนี้มีความถี่ 60 Hz จงหา 1. ความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงสุด 2. สมการความต่างศักย์ขณะใด ๆ วิธีทำ 1. Vm= 2 Vrms = (1.414) 120 = V 2. สมการความต่างศักย์ขณะใด ๆ จากความสัมพันธ์ v = Vm sin t จะได้ v = 1202 sin 120t
11
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
10 วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ อุปกรณ์ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ มี 3 ชนิด คือ 1. ตัวต้านทาน (Resistor) สัญลักษณ์ สมบัติ ความต้านทาน (R) หน่วย โอห์ม () 2. ขดลวดเหนี่ยวนำ (Inductor) สัญลักษณ์ สมบัติ ความเหนี่ยวนำ (L) หน่วย เฮนรี่ (H) 3. ตัวเก็บประจุ (Capacitor) สัญลักษณ์ สมบัติ ความจุไฟฟ้า (C) หน่วย ฟารัด (F)
12
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
11 วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ 1. วงจรเชิงต้านทาน (Resistive Circuit) ~ R vR IR iR = Im sin t vR = Vm sin t Vm = ImR Vrms= IrmsR iR , vR Vm Im vR iR iR และ vR มีเฟสเดียวกัน (inphase)
13
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
12 วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ 2. วงจรเชิงเหนี่ยวนำ (Inductive Circuit) ~ L vL IL iL = Im sin (t- ) vL = Vm sin t vL , iL Vm Im XL = Inductive Reactance vL iL vL มีเฟสนำ iL อยู่ 90 องศา
14
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
13 วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ 3. วงจรเชิงความจุ (Capacitive Circuit) ~ C vC IC iC = Im sin (t+ ) vC = Vm sin t iC , vC vm im XC = Capacitive Reactance vC iC iC มีเฟสนำ vC อยู่ 90 องศา
15
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
14 ตัวอย่าง 5 นำตัวต้านทาน ต่อเข้ากับ แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งให้ ความต่างศักย์ v = 400 sin t จงหา 1. กระแสไฟฟ้าสูงสุด 2. ค่ายังผลของกระแสไฟฟ้า วิธีทำ โจทย์กำหนด R = 100 , Vm = 400 V 1. Im = = = 4 A 2. Irms = = = A
16
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
15 ตัวอย่าง 6 แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งมี ความถี่ 50 Hz มีความต่างศักย์ไฟฟ้า สูงสุด 220 V ถ้านำขดลวดเหนี่ยวนำ ซึ่งมีความเหนี่ยวนำ 50 mH ต่อเข้า กับแหล่งกำเนิดนี้ จงหา 1. ความต้านทานเชิงเหนี่ยวนำ 2. ค่ายังผลของกระแสไฟฟ้า วิธีทำ f = 50 Hz, Vm= 220 V, L= 50 x 10-3 H 1. XL = L = 2fL = 2. Irms= = = 9.9 A
17
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
16 ตัวอย่าง 7 แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ มีความถี่ 50 Hz และมีค่ายังผลความต่างศักย์ 220 V ถ้านำตัวเก็บประจุ 10 F ต่อเข้า กับแหล่งกำเนิดนี้ จงหา 1. ความต้านทานเชิงความจุ 2. ค่ายังผลของกระแสไฟฟ้า วิธีทำ f = 50 Hz, Vrms = 220 V, C = 10 x 10-6 F 1. XC = = =318.5 2. Irms = = = A
18
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
17 ตัวอย่าง 8 วงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่มีตัวเก็บประจุ อย่างเดียว มีความจุ F เมื่อ i = 10 sin 1000t +0.5 จงหา 1. ความต้านทานเชิงความจุ 2. ค่ายังผลของความต่างศักย์ไฟฟ้า วิธีทำ โจทย์กำหนด C = 0.5 x 10-6 F, Im= 10 A = rad/s 1. XC = = =2000 2. Vrms= = = V
19
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
18 วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ 4. วงจร R-L-C แบบอนุกรม ~ C Vrms Irms L R vC iR,iL,iC,Irms vL vR Vrms= vL-vC vR Vrms cos = Z = Irms Z = Impedance =
20
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
22 ตัวอย่าง 9 วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ประกอบด้วย ตัวต้านทาน 600 ตัวเหนี่ยวนำ 0.2 H ตัวเก็บประจุ 1 F ต่ออนุกรมกัน และมี กระแสไฟฟ้า 0.1 A ถ้า =103 rad/s 1. XC, XL และ Z 2. VR, VC, VL และ Vrms จากสมการ ; Z= 1000
21
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
26 ตัวอย่าง 10 ขดลวดเหนี่ยวนำ 0.2 H และตัวเก็บประจุ 10 F ต่ออนุกรมกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า กระแสสลับที่ให้ค่าความต่างศักย์สูงสุด 100 V และ = 1000 rad/s จงหาค่า กระแสไฟฟ้าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์ ~ C= 10 F Vrms Irms L=0.2 H A วิธีทำ
22
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
19 วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ 5. วงจร R-L-C แบบขนาน ~ Vrms Irms C L R iL vR,vL,vC,Vrms iC iR iC-iL iR Irms= Irms cos= Vrms
23
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
21 ตัวอย่าง 11 ตัวต้านทาน 40 ตัวเหนี่ยวนำ 60 และตัวเก็บประจุ 24 ต่อขนานกัน ระหว่างจุดที่มีความต่างศักย์ 120 V จงหา 1. ความต้านทานเชิงซ้อน 2. iR, iL, iC และ Irms จากสมการ ; Z=
24
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
20 กำลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ การคิดกำลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ จะ คิดเป็นค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ย ( P ) โดยต้องคำนึงถึง ความแตกต่างระหว่างเฟสของ Irms และ Vrms ด้วย Irms Vrms P = IrmsVrms cos cos = Power Factor พิจารณาค่า cos cos = 1 เมื่อ มี R อย่างเดียว cos = 0 เมื่อ มี C หรือ L อย่างเดียว cos = 0 ถึง 1 เมื่อมี R L และ C รวมกัน
25
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
23 ตัวอย่าง 12 จากแผนภาพเฟเซอร์ I และ V ของ วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ จงหา 1. ค่า Impedance 2. Power Factor 3. กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย V= 100 V จากสมการ 30o Power Factor = cos 30o = 0.866 I= 25 A จากสมการ P = Irms Vrms cos 30o = 25 (100) (0.866) = 2165 W
26
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
24 ตัวอย่าง 13 วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ประกอบด้วย R, L และ C ต่ออนุกรมกันระหว่างจุด ที่มีความต่างศักย์ 120 V วงจรนี้มี ความต้านทาน 75 , ค่าImpedance 150 จงหากำลังไฟฟ้าในวงจรนี้ วิธีทำ Vrms = 120 V, R = 75 , Z = 150 ,P=? จากสมการ คิดที่ R จะได้ P = iRvR cos 0o = iR(iRR) (1) = 0.8(0.8)(75) = 48 W
27
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current)
26 ตัวอย่าง 14 ตัวต้านทานและตัวเหนี่ยวนำต่ออนุกรม กันและต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแส สลับที่มีกระแสไฟฟ้าที่เวลา t วินาทีใดๆ i = 4 sin 100 t ถ้าความต้านทานเชิง เหนี่ยวนำ 20 และความต้านทานเชิง ซ้อน 25 จงหากำลังเฉลี่ยของวงจร วิธีทำ Im = 4 A, XL = 20 , Z = 25 , P=? คิดที่ R จะได้ P = iRvR cos 0o = iR(iRR) (1) = = 120 W
งานนำเสนอที่คล้ายกัน
© 2024 SlidePlayer.in.th Inc.
All rights reserved.